Pompe di circolazione

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1 Corso di IMPIANTI TECNICI per l EDILIZIA Pompe di circolazione per gli impianti di riscaldamento Prof. Paolo ZAZZINI Dipartimento INGEO Università G. D Annunzio Pescara

2 Pompe di circolazione Negli impianti di riscaldamento la circolazione dell acqua avviene mediante pompe di circolazione azionate da motori elettrici (elettropompe) circolazione forzata. Gli impianti a circolazione naturale sono in disuso. Gli impianti a circolazione forzata sono a circuito chiuso. Eventuali reintegri vengono fatti per compensare possibili perdite, che possono aver luogo nei giunti, nei raccordi, etc. Le pompe di circolazione forniscono all acqua l energia sufficiente per alimentare i terminali dell impianto (corpi scaldanti) vincendo le perdite di carico distribuite e concentrate Sono in commercio diverse tipologie di pompe, tra cui: Pompe centrifughe Pompe assiali (ad elica)

3 Nelle pompe assiali una girante elicoidale imprime una spinta al fluido nella direzione dell asse di rotazione, la stessa in cui il fluido viene aspirato Nelle pompe centrifughe una girante con le pale perpendicolari all asse imprime una spinta centrifuga all acqua. L aspirazione avviene in direzione assiale mentre la mandata è in direzione radiale all estremità delle pale della girante. Le pompe di circolazione per impianti di riscaldamento sono di solito di tipo centrifugo.

4 Sezione di una pompa centrifuga 1. Corpo pompa centrifuga 2. Girante 3. Scatola di comando 4. Motore elettrico 5. Selettore di velocità 6. Tappo di ispezione per il controllo della rotazione e per lo sfiato dell aria 7. Cuscinetti da: Catalogo RIELLO

5 Curva caratteristica di una pompa Ad ogni pompa è associabile una curva di funzionamento determinata sperimentalmente (curva caratteristica) che mette in relazione la portata volumetrica del fluido trattato con la prevalenza della pompa Ad ogni valore del numero di giri corrisponde una curva caratteristica. n2 n 1 n 1 n 2 G Le varie curve sono congruenti fra di loro (sovrapponibili per traslazione)

6 Ad ogni circuito si può associare una curva caratteristica che dà le perdite di carico in funzione della portata. Poiché le perdite di carico dipendono dalla pressione cinetica (quadrato della velocità), risultano proporzionali al quadrato della portata e la curva del circuito è un ramo di parabola con vertice nell origine degli assi G

7 Il punto di funzionamento della pompa P viene ottenuto intersecando la curva caratteristica della pompa con quella del circuito. Esso di solito non coincide con il punto di funzionamento teorico P che è dato dalla coppia prevalenza portata calcolate nel processo di dimensionamento delle reti di distribuzione La scelta della pompa porterà a selezionare la curva caratteristica in maniera tale che il punto di funzionamento effettivo sia il più vicino possibile a quello teorico P P DG G

8 Per determinare il punto di funzionamento teorico si fa riferimento ad un valore di portata pari alla somma di tutte le portate dei corpi scaldanti alimentati dall impianto e ad una prevalenza pari alla perdita di carico totale del circuito più sfavorito, maggiorando entrambe del 10 % per compensare le inevitabili approssimazioni di calcolo. La potenza ottenuta dalla pompa (potenza ideale) si calcola con la formula seguente: P pompa G H O 2 in cui: P pompa O G H 2 D p : potenza ideale della pompa [W] : portata volumetrica d acqua trattata dalla pompa [m 3 /s] : prevalenza impressa dalla pompa alla portata d acqua [Pa]

9 Si definisce rendimento il rapporto tra la potenza ideale (Portata x Prevalenza ) e la potenza assorbita dal motore elettrico. P pompa P el Nota la potenza elettrica assorbita si può determinare la potenza ottenibile dalla pompa attraverso la conoscenza del rendimento. Le pompe centrifughe di piccola potenza hanno di solito rendimenti molto bassi ( 0.2). Il rendimento aumenta all aumentare della potenza, fino ad un valore massimo di circa 0,7.

10 Esempio di prestazioni di una elettropompa centrifuga di potenza elettrica fissata Prevalenza (m c.a.) ,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Potenza (W) G(m 3 /h) (m H2O ) P id (W) P el (W) 2 5,5 30, ,30 4 4,5 49, ,43 6 3,5 57, ,57 8 2,3 50, , , , ,27 Portata (m3/h) Curva caratteristica Potenza ideale Il massimo rendimento si ha in corrispondenza della massima potenza ideale

11 Le linee tratteggiate individuano aree di funzionamento a diverso rendimento 0,5 0,7 P 0,7 P n 1 G La pompa va scelta in modo da far cadere il punto di funzionamento all interno della zona di massimo rendimento o il più vicino possibile ad essa. 0,5 n 2 G E possibile cambiare il numero di giri per far sì che il punto di funzionamento ricada in una zona ad elevato rendimento

12 L e caratteristiche e le prestazioni della pompa devono essere adeguate alle esigenze del circuito: verificare il livello di rumorosità soprattutto per installazioni vicine ad ambienti che richiedono bassi valori del livello sonoro. E consigliabile installare a monte e a valle di ogni pompa valvole di intercettazione per agevolare interventi di manutenzione, nonché manometri per effettuare il controllo della pressione differenziale, la cui diminuzione può essere indice di logoramento della girante o della presenza di ostruzioni nei passaggi tra le palette. E possibile che le pompe di circolazione disponibili non rispondano ai requisiti di prevalenza e portata dell installazione. In questo caso è possibile accoppiarne due o più pompe in serie o in parallelo per ottenere le prestazioni richieste.

13 1 2 Accoppiamento in serie di due pompe uguali 1 b a 2 a: curva caratteristica di una pompa b: curva di due pompe uguali in serie G 1 G 2 G Stessa portata G, prevalenza somma delle prevalenze tot =2

14 Accoppiamento in parallelo di due pompe uguali a b 2 G 2 G 2 1 G 1 G 1 a: curva caratteristica di una pompa b: curva di due pompe uguali in parallelo G Stessa prevalenza, portata somma delle portate G tot = 2 G

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